Effet de la température, des superplastifiants et des ajouts sur les variations rheologiques des micromortiers et bétons auto-compactants

by Jean-Yves Petit

Thèse de doctorat en Science pour l'ingénieur. Sciences appliquées. Génie civil

Sous la direction de Bruno Duthoit and Kamal Khayat.

Soutenue en 2005

à l'Artois en cotutelle avec l'Université de Sherbrooke (Québec, Canada) .


  • Résumé

    De par leur mise en œuvre aisée, les bétons fortement fluidifiés, tels les bétons auto-plaçants (BAP),sont de plus en plus employés sur chantier. Toutefois, l'ouvrabilité de ces matériaux est fortement dépendante de la composition du mélange, de la température de mise en œuvre ainsi que du temps de transport. Les variations de la viscosité plastique et du seuil de cisaillement en fonction de la température et du temps doivent être préalablement quantifiées afin de prévoir le comportement rhéologique du matériau, et cela en fonction de la composition de la matrice cimentaire du BAP. Dans le but d'étudier les variations des grandeurs rhéologiques, une méthode simple est proposée, utilisant le micromortier du BAP. Ce dernier est conçu par recomposition du béton jusqu'à une granulométrie maximale égale à 315 microns. Plusieurs liants ont été utilisés, prenant comme base soit un CEM II B, soit un type 10 additionnés ou non de cendres volantes ou de fumées de silice. Les mélanges testés, formulés avec des rapports eau sur liant de 0,42 et de 0,52, ont été adjuvantés avec des polynaphtalènes sulfonés, des polymélamines sulfonés ou des polycarboxylates. Afin de simuler la mise en œuvre effective des BAP commerciaux sur chantier, la plage de température des essais s'étend de 10 à 33°C. Des essais de calorimétrie et des mesures de conductivité électrique ont été menés en parallèle aux essais rhéologiques dans le but de mettre en évidence le rôle de l'avancement de l'hydratation sur l'évolution du seuil de cisaillement et de la viscosité plastique à différentes températures. Enfin, pour pouvoir prévoir le comportement rhéologique du BAP, des équations décrivant les variations des grandeurs rhéologiques sont proposées, déduisant les valeurs de seuil ou de la viscosité plastique des BAP en fonction des mêmes grandeurs sur micromortiers.

  • Titre traduit

    Coupled effect of temperature, superplasticizers and mineral additions on the rheological variations of cement-based micro mortar and self consolidating concrete


  • Résumé

    Highly flowable concrete, including self-consolidating concrete (SCC), are being increasingly used to facilitate construction operations. Such concrete should be optimized to account for variations in workability due to changes in ambient and concrete temperature over the period of transport and handling. Variations of rheological properties of cement-based materials during the dormant period of cement hydration depend on the coupled effect of concrete temperature, type and dosage of high-range water-reducing admixture (HRWRA), type and content of mineral additions as well as elapsed time. The variation of the plastic viscosity and the yield stress with the elapsed time and temperature must be accurately quantified in order to forecast the rheological behavior of the cementitious-based materials, despite the numerous parameters that interacts one with each other. A convenient method to study the variation of these rheological parameters is proposed, using the SCC micro mortar mixtures. This latter is designed from the concrete mixture by recomposing the liquid and solid phases with the sand fraction passing the 315 micron sieve taken into consideration. Mixtures were made with either CEM II B or Type 10cement in which fly ashes and silica fumes were incorporated. Sets of micro mortars and SCC mixtures were prepared with polynaphtalene sulfonate-, polymelamines sulfonate- or polycarboxylate-based HRWRA. In order to be as close as possible from commercially available SCC and site conditions, W/B of 0. 42 and 0. 52were used and the mixtures were tested to determine the evolution of rheological properties over the dormant period of cement hydration for mixtures prepared at temperatures of 10 to 33°C. Calorimetric and electrical conductivity measurements were conducted in parallel with the monitoring of rheology of the mixtures to highlight the role of hydration kinetics on the evolution of yield value and plastic viscosity with time an dtemperature. Moreover, in order to predict concrete behavior, equations describing the variations of yield stress and plastic viscosity with time are proposed. Such models predict the rheological behavior of SCC using the corresponding values of micro mortar.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xvi-231 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 206-212

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Artois (Béthune, Pas-de-Calais). Bibliothèque de Sciences appliquées.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005 ARTO 0201
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